醫(yī)學(xué)]醫(yī)用物理學(xué)04章分子動理論(已修改)
2025-01-18 00:33 本頁面
【正文】 ? 物質(zhì)的微觀模型 ? 理想氣體分子動理論 ? 氣體分子速率分布和能量的統(tǒng)計規(guī)律 ? 液體的表面現(xiàn)象 第四章 分子動理論 一 .基本概念 ?微觀量 ： 描述單個分子的物理量 ,如分子的速度 、 質(zhì)量 、 平均動能等 . ?宏觀量 ：描述整個系統(tǒng)的物理量 ,如氣體的溫度 、 壓強 、 熱力學(xué)能等 . ?熱運動 (thermal motion)：宏觀物體內(nèi)部大量分子 、 原子等微觀粒子所作的永不停息的無規(guī)則運動 . 167。 41 物質(zhì)的微觀模型 二 . 分子力與分子力曲線 實驗證明分子間存在引力又存在斥力 ,兩分子間互相作用力的半經(jīng)驗公式為 式中 r 為兩分子中心距離 .C C2為正數(shù) . qp rCrCF 21 ??一 .理想氣體的物態(tài)方程 ? 平衡態(tài)與態(tài)參量 平衡態(tài) : 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間而變的狀態(tài) ,從微觀上看 ,分子仍在不停地作熱運動 . 體積 V ? m3 溫度 T ? K 壓強 p ? Pa 狀態(tài)參量 : 167。 42 理想氣體分子動理論 壓強不太高 ,溫度不太低的實際氣體都可視為理想氣體 ,遵守 ? 理想氣體的物態(tài)方程 或 p=nkT 式中 ,m：氣體質(zhì)量 , 單位為 kg. M： 氣體摩爾質(zhì)量 ,單位為 kgmol?1. R = J?mol?1K ?1. RTMmpV ?二 . 理想氣體的微觀模型 ? 氣體分子的大小與分子間的平均距離相比可以忽略 . ? 分子除碰撞瞬間外 ,無其他相互作用 . ? 碰撞視為完全彈性碰撞 . 這是由氣體的共性抽象出來的一個理想模型 .在壓力不太大 、 溫度不太低時 ,與實際情況附合得很好 . 三 . 理想氣體的壓強公式 宏觀：器壁單位面積所受的壓力 . 微觀：大量氣體分子頻繁碰撞器壁對器壁單位面積的平均沖力 . ? 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的數(shù)密度巨大 ,能很好滿足微觀統(tǒng)計的要求 .分子數(shù)密度量級為 1025個 /m3. ? 各分子速度大小及方向不同 ,要對各種不同速度間隔的分子碰壁的沖量求和 . ? 單位時間作用在單位面積上的沖量就是壓強 . 運用統(tǒng)計平均值及平衡態(tài)概念得到壓強與微觀量的關(guān)系 . 壓強的概念 理想氣體壓強的統(tǒng)計意義 定義 為大量氣體分子的平均平動動能 . 理想氣體的壓強公式 氣體的宏觀量壓強 ,是大量氣體分子作用于器壁的平均沖力 ,由微觀量的統(tǒng)計平均值 和 n 決定 . 理想氣體壓強公式是反映大量分子行為的一種統(tǒng)計規(guī)律 ,并非力學(xué)定律 .對個別分子而言 ,氣體壓強沒有意義 . 221 vmk??k?knmnmnsFp ?32)21(3231Δ22 ???? vv氣對壁四 .氣體溫度的統(tǒng)計意義 由理想氣體物態(tài)方程 ,壓強公式 上式為理想氣體的溫度公式 . Tp nk?得到 knp ?32?kTk 23??可知氣體的熱力學(xué)溫度 T與氣體分子的平均平動動能成正比 . 氣體的熱力學(xué)溫度可看作是對分子熱運動劇烈程度的量度 . 氣
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